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制氢站设备运行操作规程

制氢站设备运行操作规程1总则1.1制氢岗位的任务和要求1.1.1制备纯度、露点合格,数量充足的氢气,为发电机安全经济运行提供条件;1.1.2熟练地掌握制氢系统设备构造和微机操作技术,正确分析设备异常及故障,并能及时排除;1.1.3配合做好氢冷发电机气体置换及化验工作,监控发电机氢气露点,督促有关单位保证其经常合格;1.1.4氢系统及氢区动火时做好微氢测量工作;1.1.5及时、认真、清楚地填写报表及日志。

1.2系统概况制氢站选用河北电力设备厂DQ—10/3.2型中压水电解制氢装置两套,供二期4×210MW及三期2×300MW氢冷发电机用。

电解过程是在碱性溶液中通以直流电使水电解为氢气和氧气。

主要反应为:水的解离:2H2O→2H++2OH-阳极:4OH--4e→2H2O+O2↑阴极:4H++4e→2H2↑设备主要包括整流柜、电解槽、氢分离洗涤器、氧分离器、捕滴器、氢气干燥装置、储氢罐、碱液循环泵、柱塞补水泵、闭式除盐水冷却装置、压缩空气罐等。

每套电解制氢装置由微机自动化控制,即人工开机、自动停机及压力、差压、温度的自动调节,同时能够根据氢母管压力自动补氢、氢气干燥装置能够自动切换,事故报警齐全且智能处理。

1.3设备规范1.3.1 系统参数制氢装置型号DQ—10/3.2数量两套氢气产量10Nm3/h(20℃,0.1013MPa)氧气产量5Nm3/h氢、氧分离器液位差≤5mm氢气纯度≥99.8%氧气纯度≥99.2%氢气湿度≤4g/ Nm3/H2系统工作压力≤3.14Mpa(可在0.8~3.14Mpa之间压力下运行)1.3.2 电解槽型号DQ-10-DC-00数量2台电解小室62个分电流370A电解槽额定电压62-72V电解槽直流电耗 4.8KWh/Nm3 H2电解槽总电流734A电解槽工作温度≤90℃电解槽工作压力 3.2MPa电解液26%NaOH或30%KOH氢气产量10Nm3/h氧气产量5Nm3/h设备重量1700Kg1.3.3 氢分离器数量2台容积0.06m3设计压力 3.34Mpa最高工作压力 3.14Mpa设计温度90℃试验压力 4.2Mpa净重127Kg1.3.4 氧分离器数量2台容积0.06m3设计压力 3.34Mpa最高工作压力 3.14Mpa设计温度90℃试验压力 4.2Mpa净重122Kg1.3.5 氢气干燥装置型号DQ10-QF数量两套,每套包括冷凝器1台,吸附器2台氢气干燥量10 Nm3设计压力 3.2MPa设计温度250℃试验压力 4.8MPa工作温度(1)干燥:室温(2)再生:160~230℃系统工作压力降≤0.1MPa干燥后氢气湿度露点<-50℃,绝对湿度≤0.0291 g/m3工作周期24h吸附材料分子筛操作方式自动电源AC220V 50Hz 使用功率2.2KW气动电磁阀气源压缩空气,压力0.14MPa,含油量<5mg/ Nm3,露点比环境最低温度低10℃设备重量2吨1.3.6 控制用气源压力0.4~0.7MPa耗量4Nm3/h含油量<5mg/Nm3空气储罐2台,V=5m3设计压力 1.05MPa工作压力0.95MPa试验压力 1.31MPa设计温度-38℃设备重量 1.6吨1.3.7 除盐冷却水装置(共用)型号CLZ型1套水箱1台V=1.4m3离心泵(2台)IH50-32-160型Q=12.5m3/h扬程:32m电机N=4KW r=2900rpm螺旋板式换热器2台工作压力:0.2~0.6MPa换热面积:6m2系统冷却用水温度:30℃压力:0.15~0.3MPa水质要求:电阻率≥2500Ω·cmPH=6-9 Q=5m3/h整流柜用冷却水温度:5~35℃压力:0.05~0.2MPa水质要求同上,用量约1.5m3/h1.3.8 储氢罐类型立式数量6台设计压力 3.26MPa最高工作压力 3.1MPa设计温度-35℃工作温度-35~50℃容积13.9m3重量 6.2吨1.3.9 氮气瓶数量8台容积0.04m3最高工作压力15MPa工作温度-36~45℃重量0.1吨1.3.10 碱液箱数量2台容积0.219m3重量0.2吨1.3.11 碱液循环泵型号F84-216H4BM流量 1.5m3/hr扬程20m数量2台额定电压380V电机功率 1.5kW1.3.12 除盐水补水箱数量2台容积0.219m3重量0.2吨1.3.13 柱塞补水泵数量2台型号JZ200/40,耐腐流量Q=200L/h出口压力 3.92MPa电机型号YB90L-4,N=1.5KW 1.3.14 氢气排水水封外径ф219mm总高度1000mm数量2台重量0.1吨1.3.15 电源制氢站采用三相四线制供电方式;交流电压380V和220V,50Hz,功率100KV A,制氢站进线电源为两路,一路工作,一路备用。

1.3.16 微机:CONTEC IPC88D,256M 40G PHLIPS22”纯平1.3.17 打印机:HP A4激光2 监督项目及控制指标2.1 微机自动检测与控制调节及报警功能的参数表2.2控制标准2.2.1制氢站氢气纯度≥99.8%;2.2.2制氢站氧气纯度≥99.2%;2.2.3制氢站氢气的湿度≤0.0291g/m3;2.2.4制氢站充氮时,排气处取样分析O2含量<3%;2.2.5发电机由氢气置换为CO2或由空气倒为CO2时,排气中CO2含量≥85%;2.2.6由CO2倒为空气时排气中CO2含量≤10%;2.2.7CO2倒为H2纯度>96%;2.2.8现场动火处附近H2含量<3%;2.2.9油中H2含量<3%;2.2.10发电机附近H2含量<3%;2.2.11瓶中CO2的纯度≥95%;2.2.12瓶中N2的纯度≥95%;2.2.13制H2室空气的含H2量应<1%。

3 氢系统的运行操作3.1 开机前的准备3.1.1电解液配制:配制重量浓度26%的NaOH水溶液180Kg,配制方法:在塑料桶内盛133Kg凝结水,将47KgNaOH粉末慢慢倒入,搅拌至完全溶解,待温度降至室温后即可倒入碱液箱备用,( 30℃比重1.28),待NaOH完全溶解后向溶液加入千分之二V2O5 。

注意:NaOH为强碱,有极强的腐蚀性,所以在操作过程中必须戴好防护眼睛及穿上防护服装。

3.2 开机前的检查3.2.1检查系统各阀门处于关闭状态;3.2.2联系电气检查所有泵的电机绝缘合格;3.2.3检查控制柜、整流柜仪表已送电;3.2.4打开工艺控制柜的G阀门和控制各气动阀门的截止阀;3.2.5接通控制盘及框架的气源,使压力在0.4~0.7Mpa。

检查所有压缩空气管路是否畅通,有无泄漏,气动阀门开闭是否动作正常。

将工艺控制柜上控制电气转换器的空气过滤减压器的输出调整在0.14 Mpa左右;3.2.6检查纯水箱高液位;3.2.7检查闭式除盐冷却水装置系统,工业冷却水、除盐冷却水系统是否正常;3.2.8打开各冷却水入口门,投运除盐水冷却装置,检查冷却水畅通,压力正常;3.2.9检查消防安全器材是否能正常工作;3.2.10检查电解槽各极板之间有无金属导体或电解液漏、滴现象;3.2.11氢、氧分离器碱液在最低液位。

3.3 开机操作3.3.1接通MCC柜电源,控制柜电源,整流柜电源。

检查每一路信号,确认每路信号正确无误,同时从上位机手动给定信号,确认调节阀阀位正确;3.3.2打开冷却水系统阀门冷却水*/进(S*04A)、冷却水*/旁路(S*01B)、整流柜*/冷进(S*17A)、整流柜*/冷出(S*18A)、水封*/进水(S*21B)(水封灌满水后关闭);3.3.3接通气源,打开控制柜上控制氢发生处理器各气动管路阀门;3.3.4检查所有阀门:应处于关闭的阀门:氧事故*/排(Y*01C)、氢事故*/排(Q*02C)、干燥器*/排(Q*03C)、过滤器*/排(J*02B)、电解槽*/退碱(J*03B)、系统*/进(J*04B)、系统*/出(J*05B)、电解槽*/排(J*06B)、洗涤器*/补水(S*08B)、干燥器*/旁路(Q*10B)、水封*/进水(S*21B)、氧分析仪*/进(Y*01D)、氧侧*/排(Y*02D)、氢侧*/排(Q*03D)、氢分析仪*/进(Q*04D)、氧变送器*/排(Y*05D)、框Ι*/置换(Q*06D)、捕滴器*/排(Q*07D)、排污器*/出(Q*10D)、手动*/补水(S*07A)、补水箱*/至碱泵入(S*08A)、补水箱*/至碱泵出(S*09A)、补水箱*/排(S*11A)、碱箱*/进水(J*12A)、碱箱*/至补水泵入(J*13A)、碱泵*/至碱箱入(J*14A)、碱箱*/至碱泵入(J*15A)、碱箱*/排(J*16A)。

应处于开启的阀门: 框Ι*/切换阀(Q*01Q)、碱滤*/进(J*01A)、碱泵*/出(J*02A)、碱泵*/流量调节(J*03A)、冷却水*/进(S*04A)、手动*/进水(S*05A)、补水箱*/至补水泵入(S*10A)、整流柜*/冷进(S*17A)、整流柜*/冷出(S*18A)、系统*/补水(S*07B)、氧调*/出氧(Y*09B)、干燥器*/出氢(Q*11B)、冷却水*/旁路(S*01B)、排污器*/进(Q*09D)以及氢发生处理器氢、氧分离器液位计上下阀门 (注: 框Ι*/切换阀(Q*01Q)开启由微机控制);3.3.5启动循环泵,调节碱泵*/流量调节(J*03A),使其流量达600~800L/h左右;3.3.6调节整流柜*/冷进(S*17A)、整流柜*/冷出(S*18A),使压力在0.15Mpa 左右,将柜内切换开关至自动,工作方式选择:中间位置;接通交流电源,启动控制电路,此时设备进行微机自检,待数码显示后进行下一步操作;启动主回路,给开工信号此时数码显示“2” (升电流、升电压微机自动控制)。

3.3.7自动运行3.3.7.1启动整流柜后系统进入自动升压阶段。

在温度未达到50℃前,系统使槽压自动稳定在0.8 Mpa以下,当槽温升到50℃后,槽压自动控制在设定值;3.3.7.2升电流过程由微机自动完成;3.3.7.3系统正常运行时,屏幕显示制氢流程图,同时不断循环监测实时运行参数,并在流程图相应部位数字显示当前状态值,系统还可以直方图方式直观的显示当前状态,同时还可以单变量的趋势图进行显示;3.3.7.4当氢气纯度≥99.5%,槽压与氢管压之差大于其设定值且槽压达50℃以上的压力设定值,整流柜正常运行时,微机自动关闭氢处理器框Ⅰ*/切换阀(Q*01Q),开始充氢至吸附器(吸附器的工作状态见表一)。

打开框Ⅱ*/进气(Q*12B),框架二及储罐相应阀门,纯度、湿度合格的氢气充入氢罐,直至充满。

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